(57)【要約】【課題】  ステージを微動で移動させることはないにもかかわらず、操作感度の切り換えはユーザーが操作しなければならず、必ずしも効率的な観察環境ではない。【解決手段】  標本が固定されるステージと、ステージのＸＹ方向の制御を行うステージ制御手段と、ステージの操作手段と、標本を観察している状態であるかを判別する状態判別手段とを有し、ステージ制御手段は、状態判別手段の結果に応じて、ステージの操作手段に入力に対しステージの操作感度を切り換えるように構成した顕微鏡用電動ＸＹステージとする。【選択図】    図1 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
標本が固定されるステージと、前記ステージのＸＹ方向の制御を行うステージ制御手段と、前記ステージの操作手段と、前記標本を観察している状態であるかを判別する状態判別手段とを有し、前記ステージ制御手段は、前記状態判別手段の結果に応じて、前記ステージの操作手段に入力に対し前記ステージの操作感度を切り換える事を特徴とする顕微鏡用電動ＸＹステージ。
【請求項２】
前記状態判別手段が前記標本を観察している状態であると判断した場合、前記ステージ制御手段は、前記ステージの操作感度を小さくする事を特徴とする請求項１記載の顕微鏡用電動ＸＹステージ。
【請求項３】
前記標本の合焦を行う合焦手段を有し、前記状態判別手段は、前記合焦手段の結果より前記標本を観察している状態であるかを判別する事を特徴とする請求項１または２のいずれか一つに記載の顕微鏡用電動ＸＹステージ。
【請求項４】
前記ステージの光軸方向の座標を検出する座標検出手段を有し、前記状態判別手段は、前記座標検出手段の結果より前記標本を観察している状態であるかを判別する事を特徴とする請求項１または２のいずれか一つに記載の顕微鏡用電動ＸＹステージ。
【請求項５】
前記標本の照明を行うランプ光源の電圧検出手段を有し、前記状態判別手段は、前記ランプ電圧検出手段の結果より前記標本を観察している状態であるかを判別する事を特徴とする請求項１または２のいずれか一つに記載の顕微鏡用電動ＸＹステージ。
【請求項６】
前記標本の観察倍率を検出する手段を有し、前記ステージ制御手段は、前記標本の観察倍率に応じて、前記ステージの操作手段に入力に対する前記ステージの操作感度を切り換える事を特徴とする事を特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の顕微鏡用電動ＸＹステージ。
【請求項７】
前記ステージ制御手段は、前記ステージの操作感度を切り換える事に加え、前記操作手段の入力がなくなってから一定時間経過した後、ステージ動作を省力状態に移行する事を特徴とする請求項１ないし６のいずれか一つに記載の顕微鏡用電動ＸＹステージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータによって駆動される顕微鏡用電動ＸＹステージに関する。
【背景技術】
【０００２】
顕微鏡用のＸＹ電動ステージは、トラックボール等のステージ操作手段によって、ユーザーが任意の位置に移動できるものとなっている。ステージ操作手段に対するステージの操作感度は、粗動、微動といった具合にスイッチによってユーザーがステージ操作感度の大きさを任意に切り換えられるものになっている。
【特許文献１】特開平８−８６９６５
【特許文献２】特開２０００−１０５３４２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、顕微鏡にて標本の観察を行っていない場合、ステージを微動で移動させることはないにもかかわらず、操作感度の切り換えはユーザーが操作しなければならず、必ずしも効率的な観察環境ではない。本発明は、以上のような実情に鑑みてなされたもので、ユーザーがあらためて操作することなく、効率的な観察環境を提供するを顕微鏡用電動ＸＹステージの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために請求項１記載の顕微鏡用電動ＸＹステージは、標本が固定されるステージと、前記ステージのＸＹ方向の制御を行うステージ制御手段と、前記ステージ操作手段と、前記標本を観察している状態であるかを判別する状態判別手段とを有し、前記ステージ制御手段は、前記状態判別手段の結果に応じて、前記ステージ操作手段に入力に対し前記ステージの操作感度を切り換える事を特徴とする。この発明に関する実施の形態は、第一の実施例、第二の実施例、第三の実施例が対応する。
【０００５】
請求項２記載の顕微鏡用電動ＸＹステージは、請求項１記載の顕微鏡用電動ＸＹステージにおいて、前記状態判別手段が前記標本を観察している状態であると判断した場合、前記ステージ制御手段は、前記ステージの操作感度を小さくする事を特徴とする。この発明に関する実施の形態は、第一の実施例、第二の実施例、第三の実施例が対応する。
【０００６】
請求項３記載の顕微鏡用電動ＸＹステージは、請求項１、２記載の顕微鏡用電動ＸＹステージにおいて、前記標本の合焦を行う合焦手段を有し、前記状態判別手段は、前記合焦手段の結果より前記標本を観察している状態であるかを判別する事を特徴とする。この発明に関する実施の形態は、第一の実施例が対応する。
【０００７】
請求項４記載の顕微鏡用電動ＸＹステージは、請求項１、２記載の顕微鏡用電動ＸＹステージにおいて、前記ステージの光軸方向の座標を検出する座標検出手段を有し、前記状態判別手段は、前記座標検出手段の結果より前記標本を観察している状態であるかを判別する事を特徴とする。この発明に関する実施の形態は、第二の実施例が対応する。
【０００８】
請求項５記載の顕微鏡用電動ＸＹステージは、請求項１、２記載の顕微鏡用電動ＸＹステージにおいて、前記標本の照明行うランプ光源の電圧検出手段を有し、前記状態判別手段は、前記ランプ電圧検出手段の結果より前記標本を観察している状態であるかを判別する事を特徴とする。この発明に関する実施の形態は、第三の実施例が対応する。
【０００９】
請求項６記載の顕微鏡用電動ＸＹステージは、前記標本の観察倍率を検出する手段を有し、前記ステージ制御手段は、前記標本の観察倍率に応じて、前記ステージの操作手段に入力に対する前記ステージの操作感度を切り換える事を特徴とする事を特徴とする請求項１、２、３，４，５記載の顕微鏡用電動ＸＹステージ。この発明に関する実施の形態は、第一の実施例、第二の実施例、第三の実施例が対応する。
【００１０】
請求項７記載の顕微鏡用電動ＸＹステージは、請求項１、２、３，４，５、６記載の顕微鏡用電動ＸＹステージにおいて、前記操作手段の入力がなくなってから一定時間経過した後、ステージ動作を省力状態に移行するを特徴とする。この発明に関する実施の形態は、第三の実施例が対応する。
【発明の効果】
【００１１】
上記のように、本発明の顕微鏡装置は、観察状態に合わせ、自動的に移動速度の切り換え、及び省電力モードの切り換えを行うので、ユーザーの操作の低減を行えると共に、省電力化をはかることも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図示した実施例に基づき本発明を説明する。図１は本発明の第一の実施例の構成を示す図である。ステージ制御手段は、ステージ１のＸ軸方向、Ｙ軸方向の制御を行うステージコントローラ２が、ステージ操作手段はトラックボール４が対応している。
【００１３】
顕微鏡装置５にとりつけられた標本６が載置されるステージ１は、Ｘ軸用モータ７及びＹ軸用モータ８によって、図２に示すように、それぞれＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させられるようになっており、ステージコントローラ２によって制御されている。トラックボール４は、ユーザーがステージ１の移動方向及び移動速度を入力するものであり、後記ハンドスイッチ１６上に配置されている。
【００１４】
顕微鏡本体５には、レボルバ９が配置されている。このレボルバ９は、対物レンズ１０が装着されている。また、レボルバ９は、回転可能になっていて、モータ１１の回転により所望の対物レンズ１０を光軸上に選択的に切り換えられるようにしている。さらに、レボルバ９の近傍には、センサ１２が配置され、対物レンズ１０の倍率を認識できるようになっている。また、電動ステージ１は、モータ１３により光軸方向に移動可能になっていて、電動ステージ１上の標本６の合焦位置を調整できるようになっている。これらモータ１１、１３は、駆動回路１４を介して顕微鏡コントロール部１５に制御されている。
【００１５】
顕微鏡コントロール部１５には、ハンドスイッチ１６が接続されている。このハンドスイッチ１６は、各対物レンズ１０に対応した対物選択スイッチ１７と、回転操作に応じて電動ステージ１を光軸方向に上下動させるためのパルスを出力するエンコーダダイヤル１８と、電動ステージ１をＸＹ方向に移動させるステージ操作用のトラックボール４とを有している。
【００１６】
顕微鏡本体１における光学系は、落射察用の照明光源１９からの光を、照明系レンズ２０を介してキューブユニットで反射させ、対物レンズ１０を介して標本６に照射し、標本６からの反射光を対物レンズ１０で拡大し、キューブユニット２１を透過させ、ビームスピリッター２３を介して拡大像が像位置に結像され、鏡筒双眼部２４で目視観察できるように構成している。また、照明光源１９は、ハンドスイッチ１６の調光ダイヤル２５の操作により顕微鏡コントロール部１５を介して供給電圧が調整され、調光されるものなっている。
【００１７】
このように、顕微鏡コントロール部１５は顕微鏡１の全体動作を制御する機能を有するもので、ハンドスイッチ１６の指示をうけ、照明用光源１９の調光を行うとともに、駆動回路部１４を介して、対物レンズの切り換え、落射開口絞り２６の開閉、落射用フィルタ２７の選択を行うことができるものとなっている。また、対物レンズ倍率、ランプ電圧、落射開口絞りの開閉、選択された落射用フィルタといった現在の観察情報を、状態判別手段である状態判別部３に送出する機能を有している。
【００１８】
また、同顕微鏡装置５には、電動ステージ１上の標本６の合焦位置を自動的に合わせる、オートフォーカスユニット２８が搭載されている。このオートフォーカスユニット２８は入力画像のコントラストより標本の合焦を行うもので、一般的にパッシブ型ＡＦと呼ばれているものである。オートフォーカス（ＡＦ）機能の有効、無効の切り換えは、はハンドスイッチ１６上に配置されたＡＦスイッチ２９にて行われ、また、現在ＡＦの機能が有効になっているか、無効になっているかの情報を、顕微鏡コントロール部１５を介して、状態判別部３に出力するものなっている。
【００１９】
次に本発明の動作について説明する。図４に本発明のフローチャートを示す。まずは、オートフォーカスユニット２８のＡＦ機能が有効になっている場合について説明する。なお、対物レンズ６は光路上に１倍のものが選択されているものとする。
【００２０】
ユーザーがステージ１の操作を行うトラックボールは、図３に示すように、各Ｘ軸、Ｙ軸に対して、回転した方向と、回転した分だけパルスを発生するものとなっている。ステージコントローラ２は、顕微鏡コントロール部１５を介してこの信号を受け、トラックボールの回転方向と回転量に比例したステージ１の移動制御を行っている。トラックボール４が１ｍｓｅｃあたりＸ方向にｎパルス発生する回転操作がなされたものとする。ステージコントロール部２は、これをうけ、ステージ１をＸ方向に１ｍｓｅｃ進む距離であるｓｘを以下のように設定する。
【００２１】
【数１】
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ここで、Ｓは定数、ｆｃはトラックボールの操作に対するステージ１の操作感度の切り換えを行うための、ステージ操作感度係数となっている。  また、ｏｂは対物レンズの倍率の値であり、対物の変換を行っても、トラックボールの操作に対して、観察視野上、ステージの移動量が同一となるようにするためのものである。
【００２２】
状態判定部３は、現在の顕微鏡の状態が、標本６を観察状態であるか、観察状態でないかを判別するもので、標本６を観察してない状態ではｆｃ＝１．０を、標本６を観察している状態ではｆｃ＝０．１を設定する。本実施例では、ＡＦの有効／無効で判断を行うものとなっている。ここでは、ＡＦが有効となっているため、状態判定部３は、ｆｃ＝０．１と設定する。従って、ステージの１ｍｓｅｃあたりの移動距離は
【００２３】
【数２】
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となり、トラックボール４の操作に対して細かくステージが動く、いわゆる微動動作となる。
【００２４】
続いてＡＦ機能が無効にされた場合について説明する。標本６の観察を終了し、ＡＦ機能をユーザー操作によってＯＦＦされた場合、状態判定部３は、ｆｃ＝１．０と設定する。
従ってステージの１ｍｓｅｃあたりの移動距離は
【００２５】
【数３】
2005055720.tif 000005
となり、ステージ１は、同一のトラックボール４の操作であっても、ＡＦが有効と時より１０倍の距離を移動することになる、いわゆる粗動動作となる。なお、ここではＸ方向の動作のみについて説明したが、Ｙ方向についても同様である。
【００２６】
以上の様に、第一の実施例によれば、ＡＦ動作を有効にして標本６の観察を行っている場合、ステージの動作は微動動作になり、観察終了等でＡＦ機能を無効にした場合、ステージ動作は自動的に粗動への切り換えが行われる。従って、ユーザーが感度を切り換える事なく、標本交換等のための、ＸＹ方向の移動を、迅速に行う事が可能となる。なお、本実施例では、標本が合焦判別部をパッシブＡＦしたが、もちろんその他の方式の合焦手段であってもよい。
【００２７】
次に、本発明の第二の実施例について説明する。図５は発明の第二の実施例の構成を示す図である。第一の実施例と同一のものは符号を付加して説明を省略する。顕微鏡装置５おいて、ステージ１の光軸方向の座標を検出する手段はＺ座標検出部３０応している。Ｚ座標検出部はステージ１光軸方向の座標を検出できるもので、上限センサ、下限センサ、エンコーダ及びその出力をカウントするカウンタより構成されており、下限位置から、カウントする事によって座標を検出できる構成となっている。
【００２８】
図６はステージ１光軸方向の座標の位置関係を示すものである。ステージ１は上限ａから下限ｂの範囲で駆動できるものとなっており、ここで、Ｗがステージの動作範囲、ｗ１が通常標本の観察を行う範囲となっている。ここから外れている場合は、標本の交換や観察の終了等で、ステージを退避されている状態で、標本を観察している状態ではないと判断する。またｗ１は標本の厚さよって変化するものであり、任意に設定できるものとなっている。
【００２９】
次に本発明の動作について説明する。図７に本発明のフローチャートを示す。
【００３０】
まずは、ステージ１の光軸方向の座標が、ｗ１の範囲内である場合について説明する。
ステージ１の光軸方向の座標が、ｗ１の範囲内である場合、状態判別部３は、Ｚ座標出部３０の出力よってステージ１は標本を観察している状態であると判断する。標本を観察している状態である判別すると、状態判定部３はステージ１の操作感度係数にｆｃ＝０．１を設定する。従って、ステージの１ｍｓｅｃあたりの移動距離は
【００３１】
【数４】
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となる。よって、トラックボール４の操作に対して細かくステージが動く、微動動作となる。
【００３２】
続いて、標本交換や観察終了等でステージ１の座標がｗ１の範囲から外れている場合について説明する。状態判別部３は、顕微鏡コントロール部１０を介して、Ｚ座標出部３０の出力よってステージ１の退避状態、すなわち標本を観察している状態でないと判断する。標本を観察している状態でないとの判別すると、状態判定部３はステージ１の操作感度係数にｆｃ＝１．０を設定する。このため、ステージの１ｍｓｅｃあたりの移動距離は
【００３３】
【数５】
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となり、ステージ１は、同一のトラックボール４の操作であってもステージ１の座標がｗ１の範囲内の時より１ｍｓｅｃあたり１０倍の距離を移動することになる、いわゆる粗動動作となる。その後、ステージ１の座標がｗ１の範囲となった場合、判定部３はステージ１の操作感度係数にｆｃ＝０．１を設定し、トラックボール４の操作に対して細かくステージが動く、微動動作となる。従って、観察を終了して、ステージの退避等を行うだけで、自動的に粗微動の切り換りるため標本交換等の作業を迅速に行うことが可能となる。
【００３４】
本実施例では、標本が観察状態でないと判断されるステージの範囲をｗ１と固定値としているが、もちろん対物レンズ等の情報に応じて可変としてもよい。
【００３５】
次に、本発明の第三の実施例について説明する。図８は発明の第三の実施例の構成を示す図である。第一の実施例と同一のものは符号を付加して説明を省略する。顕微鏡装置５おいて、ランプ電圧の検出を行うランプ電圧検出手段はランプ電圧検出部３１に応している。ランプ電圧検出部３１は、照明光源１９のランプ電圧を検出するものであり、調光は、ハンドスイッチ１６の調光ダイヤル２５の操作にて行われる。
【００３６】
図９はランプ電圧と観察状態関係を示すものである。ランプ電圧は上限ａから下限ｂの範囲で可変できるものとなっており、ここで、Ｌがランプ電圧の可変範囲、Ｌ１が通常標本の観察を行う範囲となっている。ここから外れている場合は、標本の交換、観察の終了等で、標本を観察している状態ではないと判断する。
【００３７】
次に本発明の動作について説明する。図１０に本発明のフローチャートを示す。まずは、照明光源１９のランプ電圧が、Ｌ１の範囲内である場合について説明する。照明光源１９のランプ電圧が、Ｌ１の範囲内である場合、状態判別部３は、ステージ１は標本を観察している状態であると判断する。標本を観察している状態である判別すると、状態判定部３はステージ１の操作感度係数にｆｃ＝０．１を設定する。従って、ステージの１ｍｓｅｃあたりの移動距離は
【００３８】
【数６】
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となる。よって、トラックボール４の操作に対して細かくステージが動く、微動動作となる。
【００３９】
続いて、標本交換や観察終了等でステージ１の照明光源１９のランプ電圧がＬ１の範囲から外れている場合について説明する。状態判別部３は、顕微鏡コントロール部１０を介して、標本を観察している状態でないと判断する。標本を観察している状態でないとの判別すると、状態判定部３はステージ１の操作感度係数にｆｃ＝１．０を設定する。このため、ステージの１ｍｓｅｃあたりの移動距離は
【００４０】
【数７】
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となり、ステージ１は、同一のトラックボール４の操作であっても、照明光源１９のランプ電圧がＬ１の範囲内の時の１０倍の距離を移動することになる、いわゆる粗動動作となる。さらに、ランプ電圧がＬ１の範囲から外れた後、一定時間トラックボール４によるステージ操作がない場合、ステージコントロール部３は、モータ７，８の励磁をＯＦＦし、省電力モードに移行する。
【００４１】
従って、観察を終了して、ランプ電圧を下げるだけで、自動的にＸＹ方向のステージの粗微動の切り換えが可能となり、ユーザーの動作を低減することか可能となる。さらに、ランプ電圧と連動して、電動ステージのモータも自動的にＯＦＦすることとなり、無駄な消費電力の押さえることが可能となる。
【００４２】
また、本実施例では、ステージの操作手段をトラックボールとして説明したが、スティックを倒すことで、方向とスピードの指示を行う、いわゆるジョイスティックであってもよい。
【００４３】
また、本実施例では顕微鏡装置について述べたが、標本の観察を行うものの電動ステージという観点では、顕微鏡装置に限らず、顕微鏡装置を組み込んだライン装置といった、各種システムに適応することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第一の実施例の構成を示す図である。
【図２】ステージコントローラ２によって制御され、それぞれＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させられるようになっていることを示す図である。
【図３】各Ｘ軸、Ｙ軸に対して、回転した方向と、回転した分だけパルスを発生するものとなっていることを示す図である。
【図４】本発明の第一の実施例のフローチャートを示す図である。
【図５】本発明の第二の実施例の構成を示す図である。
【図６】ステージ１光軸方向の座標の位置関係を示す図である。
【図７】本発明の第二の実施例のフローチャートを示す図である。
【図８】本発明の第三の実施例の構成を示す図である。
【図９】ランプ電圧と観察状態関係を示す図である。
【図１０】本発明の第三の実施例のフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  ステージ
２  ステージコントローラ
３  状態判別部
４  トラックボール
５  顕微鏡装置
６  標本
７  Ｘ軸用モータ
８  Ｙ軸用モータ
９  レボルバ
１０  対物レンズ
１１  モータ
１２  センサ
１３  モータ
１４  駆動回路
１５  顕微鏡コントロール部
１６  ハンドスイッチ
１７  対物選択スイッチ
１８  エンコーダダイヤル
１９  照明光源
２０  照明系レンズ
２１  キューブユニット
２２  ビームスピリッター
２３  ビームスピリッター
２４  鏡筒双眼部
２５  調光ダイヤル
２６  落射開口絞り
２７  絞り落射用フィルタ
２８  オートフォーカスユニット
２９  ＡＦスイッチ
３０  Ｚ座標検出部
３１  ランプ電圧検出部
【図１】
2005055720.tif 000010
【図２】
2005055720.tif 000011
【図３】
2005055720.tif 000012
【図４】
2005055720.tif 000013
【図５】
2005055720.tif 000014
【図６】
2005055720.tif 000015
【図７】
2005055720.tif 000016
【図８】
2005055720.tif 000017
【図９】
2005055720.tif 000018
【図１０】
2005055720.tif 000019